(PART II) 장내 미생물/불균형 상태에 대한 대두 잔류물(Okara)의 프리바이오틱 영향 및 간 및 신장 기능에 대한 가능한 영향
Mar 15, 2022
기능성식품으로서의 대두잔류물(오카라)의 가치화앞서 논의한 바와 같이, 콩비지는 높은 수준의 식이섬유와 단백질, 그리고 상당한 양의 이소플라본을 함유하고 있습니다. 신장병, 미네랄 성분뿐만 아니라 높은 영양가와 잠재적인 프리바이오틱 기능을 제공합니다. 따라서 건강 증진 효과가 있는 기능성 성분으로 잠재적으로 유용하다[8]. 특히, 신체에 유익한 특성과 기능을 제공하기 위한 동기로 대두 유래 성분을 다양한 제품에 통합하는 것은 수년 동안 초점이 되어 왔으며 식품 산업에서 많은 관심을 불러일으켰습니다. 이를 '기능성 식품'이라고 합니다[104]. 오카라는 섬유소와 단백질의 영양강조표시를 보다 쉽게 공정하게 섭취할 수 있도록 가공 및 가공되지 않은 형태로 주로 일본과 중국에서 몇 년 동안 인간이 섭취하는 식품 생산과 동물 영양에 응용해 왔습니다. . Okara는 단백질과 섬유질 함량을 높이기 위해 대두 dl 가루, 밀가루 dl 가루 및 기타 식품 생산 성분을 부분적으로 대체할 수 있습니다[49]. 콩비지의 풍부한 양의 단백질, 탄수화물 및 기타 형태의 영양소는 콩비지를 미생물 발효의 잠재적 기질로 만듭니다. 대두잔사의 세균, 효모, 진균발효는 원섬유의 함량을 낮추고 단백질, 가용성 섬유소, 이소플라본, 아미노산의 함량을 증가시키며 피트산을 분해하여 가공성도 향상시키는 것으로 제안되었다. 영양가로 [105]. 음료, 빵, 소시지, 팬케이크, 사탕, 비스킷, 케이크 및 영양가 있는 dl 가루와 같은 다양한 식품 제형에서 대두 잔류물의 사용은 이전에 수많은 보고서에서 연구되고 입증되었습니다[15,106-109].
키워드:식이 섬유; 장내 미생물총; 신장; 간; 오카라; 프리바이오틱; 대두 잔여물
3.1. 인간 영양에 대두 잔류물의 응용콩비지의 풍부한 용제 결합 특성으로 인해 제과점 및 육류 제품의 수확량을 높이는 데 이상적인 저비용 성분이 됩니다[48]. 주로 5%의 최적 농도에서 초콜릿 쿠키의 유통 기한에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 입증되었으며, 해동 및 냉동 시 치즈 라비올리 충전물의 이수 현상을 방지할 뿐만 아니라, 맛이 덜하여 상대적으로 사용할 수 있습니다. 형성된 제품의 질감이나 맛 프로파일에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 높은 수준을 유지합니다[1].
Park et al.의 연구. [110] 콩가루, 전분, 히드록시프로필메틸셀룰로오스 등의 첨가물이 쿠키의 품질과 영양가에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과, 오카라가 풍부한 쿠키는 탄수화물(59.6%), 지방(59.6%)을 함유한 밀 쿠키에 비해 탄수화물(35.3%), 지방(25.7%), 단백질(11.6%), 회분(6.3%) 함량이 더 높은 것으로 나타났습니다. 20.2%), 단백질(15.2%), 회분(2.2%). 콩비지를 함유한 쿠키는 낮은 탄수화물과 높은 회분 함량을 나타냅니다. 하이드록시프로필 메틸셀룰로스 보충 쿠키는 더 높은 수분 보유 능력, 즉 대조군보다 3배 더 높은 것으로 나타났으며, 이는 반죽의 성능과 강화 쿠키의 품질을 향상시켰습니다. 주로 콩가루와 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스와 같은 첨가물이 첨가된 쿠키는 수분 활성도가 감소하여 저장 수명과 경도가 향상되었으며 오카라 농축 쿠키의 바삭함이 크게 향상되었습니다. Suda et al. 식이섬유 50%, 칼슘 0.45%, 식물성 단백질 21.3%를 함유한 콩비지 분말을 빵과 팬케이크 재료에 첨가하여 의료용 강화 식품을 개발했습니다. 3가지 종류의 빵이 가공되었는데, 10% 오카라 빵과 다른 첨가물과 방부제를 사용하여 효모 발효를 촉진하고 실온에서 보관할 수 있었습니다. 방부제 없이 효과적으로 냉동시킨 후 세 가지 빵의 풍미가 모두 바뀌었습니다. 20%의 콩비지와 팬케이크 분말의 혼합물을 사용하여 부드러운 팬케이크를 준비했습니다. 방부제를 넣지 않은 팬케이크는 먹기 전에 냉장고에 보관하기에 적합했고, 신선한 팬케이크와 콩나물 20%로 만든 방부제를 포함하는 팬케이크는 입원 노인 환자를 위한 보충제로 허용되었습니다. 연구에 따르면 콩비지와 물 40%를 첨가한 부드러운 팬케이크는 콩비지를 첨가한 빵보다 식이섬유, 칼슘, 식물성 단백질의 보조제로 더 많이 사용되었습니다. 콩비지 보충 빵의 품질은 효소(리파제, 포도당 산화효소 및 펜토사나제)의 첨가로 크게 향상되는 것으로 제안됩니다. 4~8%의 대두 분말을 첨가하면 품질이 향상되는 것으로 입증되었습니다[112]. 5% 대두 식이섬유를 빵에 도포하고 1% NaOH로 1시간, 1% HCl로 60℃에서 2시간 처리한 결과 일반 빵과 유사한 외관과 품질을 나타냈다[1,113].
Kang et al.의 최근 연구. [15] 다양한 수준의 오카라 dl 가루(0–20 퍼센트)로 농축된 쌀국수의 품질 속성을 검토했습니다. 저자들은 면의 접착력, 경도, 조리감량은 오카라의 양이 증가함에 따라 증가하는 반면, 팽창지수, 응집성 점수 및 흡수율은 유의하게 감소하는 것으로 기록하였다. 모든 샘플 중에서 1{39}}% 콩가루로 강화한 국수가 예측 혈당 지수에서 가장 낮은 점수를 보였습니다. CaCl2 코팅이 된 알지네이트의 통합은 콩 잔류물이 풍부한 쌀 국수의 시험관 내 전분 소화율에 영향을 미치지 않으면서 요리 특성을 향상시켰습니다. 연구 결과에 따르면 콩비지 가루를 최대 10% 수준으로 통합하면 품질이 좋고 시험관 내 전분 소화율 점수가 낮은 국수를 개발할 수 있다고 제안했습니다. 다시 말하지만, 콩 부산물 콩국수 강화면의 조리 품질에 대한 연구에서는 콩비지 섬유에 9%(입자 크기 100메쉬), 4% 소금, 0.25% 나트륨을 첨가했을 때 좋은 요리 품질을 나타냈다고 보고했습니다. 알지네이트 [114]. Panet al. [106]은 국수의 물리적 및 화학적 특성에 대한 콩비지와 필수 글루텐의 영향을 연구했습니다. 그 결과, 오카라(10~15%) 수준이 높을수록 면의 인장 강도, 신장성, 탄성 및 최적 조리 시간이 유의하게 감소하는 것으로 나타났습니다. 오카라가 풍부한 국수는 플라보노이드 함량, 총 페놀, 항산화 및/또는 자유 라디칼 소거 활성이 개선되었습니다. 그 결과 6%의 밀 글루텐과 5-10%의 콩비지 분말을 혼합하면 질감, 요리 및 관능적 특성이 좋은 국수가 생산되는 것으로 나타났습니다. 따라서 식품 제형에 대두 식이 섬유소를 보충하는 것은 혈당 지수가 낮은 식품을 얻는 데 가장 좋은 대안이 될 수 있습니다. Katayama and Wilson[115]의 연구에서 대두 기반 스낵은 부분적으로 건조된 콩비지(44.3% 수분)를 사용하여 제형화되었습니다. 리폭시게나아제가 없는 대두와 일반 대두(lipoxygenase-존재)로 만든 상업적으로 건조된 콩비지 분말(수분 7.7%)로 준비했습니다. 저자는 또한 동일한 레시피에서 상업적으로 저 리놀렌산 대두유와 상업적으로 저포화 대두유를 활용하여 구운 또는 튀긴 콩 기반 식품에 대한 최상의 레시피를 결정했습니다. 연구 말미에 저자들은 부분적으로 건조된 무카라비 리폭시게나제 분말과 시판되는 저포화 대두유로 만든 구운 식품이 기준 제품(즉, 시판 제품)과 유사한 맛, 외관 및 질감을 가짐을 관찰했습니다. 일본 오카라 기반 스낵). 최종 제품은 11.4%의 단백질과 7.4%의 식이섬유소를 함유하여 표준품에 비해 2.0배, 1.5배 더 높았다. 칼슘의 양 역시 기준점수보다 4.3배 높았다. Bedini et al. [116] 또한 콩 부산물 콩비지를 포함하는 콩 요구르트의 기능 및 영양 특성의 증가를 기록했습니다. 이러한 모든 결과는 잠재적인 영양학적으로 강화된 부가가치 식품으로서 산업적 수준에서 콩비지를 상업화할 수 있음을 시사합니다.
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3.2. 동물 영양에 대두 잔류물의 응용 오카라의 비섬유질 탄수화물 및 단백질 함량이 높기 때문에 대두박보다 저렴할 뿐만 아니라 젖소, 염소, 양, 돼지, 가금류 및 어류의 사료로 사용하기에 매력적입니다. 그들의 정상적인 사료의 일부를 대체 [117-120]. 식품 작물의 부산물은 일반적으로 수분 함량이 높은 것으로 알려져 있으며 건조에 따른 높은 에너지 비용을 피하기 위해 일반적으로 혐기성 미생물을 통해 식물 덩어리를 산성화하는 것을 포함하는 마초 저장 기술인 사일리지에 의해 저장됩니다. 영양가의 손실을 초래할 다른 미생물에 의해 식민지화되는 것을 최소화하고 거부합니다. 일본의 유명한 관행은 영양 손실을 방지하기 위해 건조 사료와 젖은 부산물을 혼합하여 수분 총량을 낮추는 사일리지를 만들어 이를 억제합니다. 따라서 땅콩 껍질과 콩비지 혼합물은 이상적인 사일리지 발효에 적합한 건조 물질 발효성 탄수화물을 형성하기 위해 사일리지 혼합물에 시너지 효과를 줄 수 있습니다. 땅콩 껍질/콩비지 비율이 22:78인 사일리지는 섬유질 함량과 목질화를 감소시킬 뿐만 아니라 8주 후에 체외 반추위 발효 및 사일리지 발효 모델의 효율성을 향상시키는 것으로 입증되었습니다[117]. 어린 돼지, 특히 유기농 돼지 생산자에게 필요한 단백질 프로필을 충족시키는 것은 어려운 일입니다. 따라서 유기농 사료의 가격은 상당히 높으며(즉, 4배 더 높음) 가용성이 제한적입니다. 오카라는 유기 단백질의 대안이자 잠재적인 공급원으로 제안되며 어린 돼지 사료의 최대 25%까지 섭취하면 대조군과 대조적으로 평균 일일 식품 섭취량, 평균 일일 이익 및 증량/사료 비율에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다. [121]. Wang et al. [120,122] 또한 30일 동안 젖소와 황소의 대두박 대신 말린 콩비지를 사용했습니다. 저자들은 두 그룹 사이에 우유 생산, 사료 소비, 유지방 함량 및 일일 이익에 큰 차이가 없다고 기록했습니다. 그러나 말린 콩비지를 대체한 군의 사료비는 크게 감소하였다.
또한, 콩비지는 고체 상태 발효를 통해 합성되는 미생물 단백질의 생산에도 사용할 수 있습니다. 발효 과정에서 곰팡이는 잔여 섬유 섬유를 저분자량 탄수화물로 분해하며, 이 탄수화물은 효모가 단백질 합성에 잘 사용합니다. 또한, 일부 항영양 인자(트립신 억제제, 렉틴 및 사포닌을 포함하나 이에 제한되지 않음)는 발효를 통해 추가로 분해되거나 감소될 수 있다[123]. Panet al. [124] 콩비지에서 혼합 배양 고상 발효를 통한 미생물 생산의 변화를 연구했습니다. 저자는 밀기울과 콩비지(비율 2:8)를 기질로 사용하고 Trichoderma viride, Aspergillus niger, Saccharomyces cerevisiae 및 Candida utilis(1:1:1:3)를 사용할 때 원래 재료와 대조적으로 두 배의 조단백질 함량을 관찰했습니다. ) 32ºC에서 3일 동안 발효시킨 후 혼합 작물로 사용합니다. 표 3과 4는 콩비지 보충이 영양에 미치는 영향과 강화가 식품 특성 및 기능에 미치는 영향에 대한 연구를 요약한 것입니다(생체 내/시험관 내).
4. 식이 섬유(오카라 유래 섬유 강조)가 장 및 관련 조직: 장, 간, 신장에 미치는 물리화학적 및 프리바이오틱 영향 장내 미생물이 숙주 면역 체계 개선, 장 장벽의 역할 개선, 병원체에 대한 방어 기제 자극, 병원체에 대한 방어 기제 증가와 같은 인간/동물의 생리적 조건에 직접적인 영향을 미칠 수 있다는 수많은 증거가 있습니다. 염증성 장 질환, 생물학적 대사 산물 생성, 자가 면역 조절, 당뇨병 조절 및 비만 예방, 암세포 파괴. 숙주의 장-미생물상 상호작용은 역동적이고 여러 환경 조건, 특히 식이요법에 의해 크게 좌우됩니다[135]. 또한, 장은 유해 물질의 침입을 차단하면서 영양소가 체내로 들어갈 수 있도록 하는 이중적이고 상반된 역할을 하는 것으로 보고되고 있습니다. 위장관 장벽 기능과 영양소 흡수는 모두식이 섬유소에 의해 변경되는 것으로 입증되었습니다. 예를 들어, 식이섬유는 점액과 이를 생성하는 세포를 "잔 세포" [136,137]를 증가시켜 위장 장벽에 변화를 유도합니다. 점액은 지질, 항체, 박테리아, 이온, 단백질, 항균성 펩타이드 및 물과 함께 점액이라고 하는 것을 형성하는 큰 당단백질입니다[138]. 점액은 기계적 스트레스로부터 장 상피를 보호하고 유해 물질의 이동을 방지할 뿐만 아니라 장을 윤활하게 하고 소화된 물질의 용이한 수송을 촉진합니다. 표준 설치류 음식/식이 요법(즉, 식단의 4.3%를 차지하는 옥수수, 귀리, 밀의 섬유소)과 섬유소가 결핍된 식단을 먹인 쥐의 점액이 더 묽은 것으로 나타났습니다. 층을 형성하여 미생물이 위장 상피에 더 가까이 접근할 수 있게 합니다[139]. 따라서 장에 있는 식이 섬유소의 양이 충분하지 않으면 박테리아가 생존에 필요한 기질을 스스로 제공하기 위해 숙주의 점액층을 분해(즉, 숙주의 물리적 장벽 중 하나를 파괴)하도록 조장할 수 있습니다.
4.1. 위장에서 식이섬유의 물리화학적 역할 위장관의 주요 역할은 섭취한 음식에서 영양분을 흡수하는 것입니다. 이 흡수는 다른 장 구획 내에서 일련의 소화 과정이 선행됩니다. 이러한 과정은 소화를 위한 최적의 pH 조건에서 소화관 내강의 유지뿐만 아니라 효소 및 관련 보조인자의 분비에 의해 좌우됩니다. [140]. 전통적으로 식이섬유소의 섭취는 다양한 방법으로 영양소의 흡수에 영향을 미치는 것으로 가정되었습니다. 발효, 부피 증가 능력, 점도 및 겔 형성, 결합 능력, 용해도 및 수분 보유 능력을 포함한 식이섬유의 물리화학적 요인이 영양소 흡수에 영향을 미치는 것으로 입증되었습니다. 식이섬유와 이러한 영양소 사이의 물리화학적 상호작용을 밝히기 위해 지난 수십 년 동안 생체 내 및 시험관 내 연구가 과다하게 수행되었습니다[39]. 그러나 장/위 조건에서 점성이거나 겔을 형성하는 수용성 식이 섬유소는 저분자량 및 저점성 섬유보다 흡수율을 감소시키는 것으로 보입니다. 소장은 장의 주요 흡수 영역으로, 식이 관점에 따라 소화 가능한 다량 영양소(즉, 탄수화물의 단당류, 아미노산 및 단백질의 일부 디/트리펩티드 및 지방 디/트리글리세리드의 산/글리세롤), 미네랄, 비타민, 기타 미량 영양소 [140].
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식이섬유는 생화학적, 생리학적 특성에 따라 형태가 다르기 때문에 영양소의 생체이용률, 미생물군의 구성 및 위장 기능에 영향을 미칩니다. 가용성 식이섬유는 점도를 높이고 전분 소화율을 감소시킬 뿐만 아니라[141], 위장관에서 α-아밀라아제의 활성을 억제하여 결과적으로 식후 혈당 수치의 급격한 상승을 감소시켰습니다[142,143]. 수용성 점성 섬유질의 섭취는 지방 섭취 감소와 같은 다른 식이 변화와 함께 콜레스테롤 수치를 줄이는 데 효과적입니다[144]. Sasaki와 Kohyama[145]는 다양한 용해성 식이섬유가 전분 소화율에 미치는 영향을 연구했습니다. 그들은 낮은 전단 속도에서 겉보기 점도와 전분 소화율 억제 사이에 강한 연관성을 기록했습니다. 그러나 불용성 식이섬유는 비특이적 효소 흡착에 의해 전분의 소화율을 감소시켰다. Nagano et al. [146] 식품 개발에 사용되는 나노셀룰로오스 기술을 통해 콩비지의 개선된 기능과 이화학적 특성을 체계적으로 검토했습니다. 저자들은 나노셀룰로오스 기술이 물리화학적 역할을 개선하여 장내 미생물 군집에 영향을 미칠 수 있다고 가정했습니다. 그들의 연구는 셀룰로오스와 콩비지의 비표면적뿐만 아니라 증가된 점도, 분산 능력을 보여주었습니다. 증가된 점도는 α-아밀라아제 활성의 억제를 촉발한 반면, 콩비지의 증가된 분산 능력 및 비표면적은 인간 우세한 장내 세균의 SCFA 생산을 개선시켰습니다[146]. 비피더스균과 유산균은 장내 미생물총의 가장 중요한 건강 증진 박테리아입니다. 따라서 둘 다 건강을 증진하기 위한 식이 중재의 공통 목표입니다. 장구균(enterococci), 연쇄상구균(eubacteria streptococci), 박테로이데스(Bacteroides)를 비롯한 기타 세균은 종에 따라 건강에 잠재적으로 유해하거나 유익한 것으로 분류될 수 있다[126,147]. 건강한 박테리아는 SCFA 형성(주로 프로피오네이트, 아세테이트 및 부티레이트), 독소 생성 부재, 방어소 또는 비타민 합성과 같은 대사를 통해 숙주에 유익한 기능을 발휘합니다[126]. Desai et al. [42] gnotobiotic 마우스 모델을 사용하여 식이 섬유 결핍이 장내 미생물에 미치는 결과적인 영향을 연구했습니다. 저자들은 간헐적이거나 만성적인 식이섬유 결핍 동안 장내 미생물총이 숙주의 분비된 점액 당단백질을 영양소 공급원으로 전환하여 결과적으로 결장 점액 장벽의 침식을 초래한다는 것을 관찰했습니다. 이에 의해 점막 병원체인 시트로박터에 의한 상피 접근 및 치명적인 대장염을 상아질로 촉진합니다. 이 연구는 식이 요법을 통해 개선될 수 있는 식이, 장내 미생물 및 장 장벽 기능 장애를 연결하는 복잡한 경로를 공개했습니다.
4.2. 프리바이오틱으로 대두 잔류물의 사용 프리바이오틱스/비소화성 식품 성분으로 콩비지를 섭취하면 하나 또는 제한된 수의 위장 미생물의 구성 및/또는 활성을 선택적으로 자극할 수 있으며, 이는 숙주에게 건강상의 이점을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 [148] 위장과 관련이 없습니다. 심혈관 질환 [149], 만성신장병(CDK) [150], 무알코올 지방간 질환(NAFLD) [21] 및 당뇨병 [151]. 콩비지의 프리바이오틱 영향은 Lactobacillus acidophilus와 Biffibacterium bifidum을 사용한 체외 연구에서 연구되었습니다[152,153]. Okara는 박테리아 세포 부착을 위한 표면을 제공하여 기질 흡수 및 세포 성장을 가능하게 합니다. 잔류물의 발효 정도는 B. Bifidus가 L. acidophilus에 비해 약 3.6배 높았다[152]. -글루카나아제(Ultraflflo L®)로 처리하면 콩비지에서 가용성 식이섬유소 함량이 향상되었고, 결과적으로 B. Bifidus에 의한 발효가 향상되었습니다[154]. Streptococcus thermophilus와 Lactobacillus delbrueckii 아종 bulgaricus를 모두 사용했을 때 콩비지 불용성 식이 섬유가 가용성 섬유로 전환되는 것이 다시 관찰되었습니다[155].
두유와 두유 잔류물의 젖산 발효에 의해 생성된 콩 잔류물/비지 강화 요구르트가 쥐의 지질 및 콜레스테롤 수치에 미치는 식이 효과에 대한 많은 연구가 있습니다[156]. 콩비지 강화 요구르트는 말린 콩비지를 두유와 1:2 비율로 혼합하여 제조한 다음 L. delbrueckii 아종 delbrueckii로 발효시켰다. 형성된 생성물을 동결 건조시킨 다음 래트의 식이에 통합하였다. 식단에 관계없이 말린 콩비지와 두유 요구르트를 먹인 쥐는 대조군과 두유 요구르트만 먹인 다른 그룹과 대조적으로 총 혈장 콜레스테롤 수치가 유의하고 일관되게 낮았습니다. 저자들은 콩비지 사용이 두유에 추가적인 장점을 제공하여 섬유질이 풍부한 잔류물이 대변으로의 흡수를 통해 담즙산의 배설을 촉진하여 콜레스테롤 저하 효과를 촉진한다고 결론지었습니다[156,157].
또한 발효는 대두 단백질의 효소적 가수분해를 통해 생리활성 펩타이드의 생산을 촉발하여 콜레스테롤 저하 효과에 중요한 역할을 할 것으로 제안된다[156]. DNA 마이크로어레이 분석 결과에서도 대두잔유물과 두유요거트 섭취가 지질과 콜레스테롤 합성을 감소시키고 지방산의 산화와 콜레스테롤 분해를 상향조절함을 확인하였다[157]. 요약하면, 이러한 연구는 콩비지 보충과 두유 요구르트 매트릭스에서의 후속 발효 모두 콜레스테롤 저하 효과를 나타냄을 보여주었습니다. 그런 다음 콩비지 강화 요구르트의 관능적 특성과 조직 프로필을 평가했습니다. 건조된 콩 잔류물만 있거나 인슐린 및 건조 콩이 있는 두유는 L. acidophilus, Bifidobacterium animalis subspecies lactis 및 Streptococcus thermophilus를 포함하는 상업용 요구르트 스타터 배양으로 발효되었습니다[116]. 이 요구르트는 훨씬 더 큰 물리적 안정성을 보였고 쾌락 테스트에서 더 낮은 순위에 올랐습니다. 아마도 말린 콩비지 크기가 상대적으로 크기 때문일 것입니다. 그러나 인슐린의 첨가는 기호성을 증가시키는 것으로 보이므로 인슐린과 콩비지를 모두 첨가한 요구르트에 대한 수용 점수가 가장 컸습니다.
4.3. 장내 미생물군유전체에 대한 대두 잔류물의 프리바이오틱 상태 "제2의 뇌" 또는 "잊혀진 기관"으로 분류되는 인간의 위장 미생물에 대한 연구는 최신 기술의 발전에 따라 최근 몇 년 동안 기하급수적으로 증가했습니다[158]. 장은 신체 면역 세포의 약 70~80%를 보유하고 있는 신체의 핵심 면역 기관이며 NAFLD 및 CDK와 같은 질병에 기여하는 것으로 입증된 가장 큰 염증 원인으로 태그가 지정되었습니다[20,159,160]. 장내 미생물총은 숙주 생리학에 영향을 줄 수 있는 대사 산물뿐만 아니라 신호 경로뿐만 아니라 복잡한 화학적 상호 작용 세트를 통해 숙주의 면역 체계 및 대사에 필수적인 역할을 할 수도 있는 대사 산물을 생산한다는 것이 입증되었습니다[161 -163].
프리바이오틱스는 섬유질로 작용하는 탄수화물이라는 음식의 소화되지 않는 부분입니다. 변경되지 않은 상태에서 그들은 위장 미생물에 의해 사용되는 결장에 도달하고 "좋은" 장내 박테리아의 먹이 역할을 하며 소화관에서 성장, 집락화 및 지속 가능성을 촉진합니다. 프리바이오틱스 또는 파이파이버 유형 중 가장 중요한 갈락토올리고당과 올리고당은 비피도제닉 물질이라고 합니다. Bifidobacterium spp.의 성장을 선택적으로 향상시키는 능력과 관련이 있습니다. (B. breve, B. longum, B. infantis, B. pseudolongum, B. lactis) 및 Lactobacil lus spp. (L. plantarum, L. casei, L. reuteri, L. acidophilus) [164]. 인체 연구에서 가장 일반적으로 사용되는 프리바이오틱스에는 프락토올리고당, 갈락토 올리고당, 자일로올리고당, 아라비노자일란 올리고당 및 대두 올리고당이 포함되지만 이에 국한되지 않습니다[164,165].
Pérez-López et al. [51]은 고지방식이 쥐의 위장 미생물에 대한 콩비지의 프리바이오틱 효과를 연구했습니다. 콩비지의 용해도를 개선하고 가용성 식이섬유가 풍부한 잔류물을 얻기 위해 저자는 제제에 Ultraflflo® L 효소와 함께 높은 정수압 처리를 적용했습니다. Wistar 쥐에게 4주 동안 20% 처리된 콩비지를 보충한 고지방식이를 먹였습니다. 저자는 대조군과 비교하여 혈장 중성지방 감소(1.{8}}배), 체중 감소, 아미노산 대사 향상(1.{11}}요소 감소)을 관찰했습니다. . 프리바이오틱 상태와 관련하여, 콩비지는 단쇄 지방산(SCFA)의 방출을 강화하고 마그네슘 및 칼슘 흡수를 개선했습니다. 또한, 선별된 박테리아 그룹의 정량적 PCR 분석은 콩비지가 위장 미생물에서 여러 유익한 그룹의 값을 보호하고 고지방 식단으로 인한 장내 세균 불균형을 회복시키는 것으로 확인되었습니다. 따라서 고지방식이에 의해 유발되는 박테리아 방울을 예방합니다. 저자들은 콩비지를 보충하면 생체 내에서 건강 증진 기능을 발휘하므로 식품의 기능성 성분뿐만 아니라 프리바이오틱으로 사용될 수 있다고 결론지었습니다.
Villanueva et al. [12] 또한 13% 또는 20%의 콩비지를 첨가한 고지방식이가 지방질 프로필에 미치는 영향을 연구했습니다.간,수컷 골든 시리안 햄스터의 3주 먹이기 후 혈장 및 대변. 식이 요법은 체중 증가 또는 사료 섭취량에서 유의한 차이를 나타내지 않았습니다(p > 0.05). 그러나 20% 콩비지를 급여한 햄스터에서 대조군에 비해 중성지방, 총 콜레스테롤, VLDL-+LDL 콜레스테롤의 혈장 수치가 유의하게 감소했습니다(p < 0.05).="" 그러나="" 모든="" 실험군에서="" hdl-콜레스테롤="" 및="" ldl-콜레스테롤="" 혈장="" 수준에서는="" 유의한="" 차이(p=""> 0.05)가 관찰되지 않았습니다. 트리글리세리드, 총 지질, 총 및 에스테르화 콜레스테롤 농도간콩비지 보충식이 20% 감소했습니다. 13%의 콩비지 강화 사료를 급여한 햄스터의 경우 트리글리세리드, 총 지질 및 콜레스테롤의 평균값이간및 혈장은 대조군에 비해 감소하였지만, 그 차이는 통계적으로 유의하지 않았다. 게다가, 검정된 모든 콩비지 보충식이는 각각의 대조군과 대조적으로 총 지질, 유리 콜레스테롤, 중성지방 및 총 질소의 증가된 대변 배설을 나타냅니다(p < 0.05).="" 저자는="" 콩비지의="" 주성분인="" 식이섬유와="" 단백질은="" 총="" 지질과="" 콜레스테롤이="" 감소했기="" 때문일="" 수="" 있다고="">간고지방을 섭취한 햄스터의 경우, 혈장, 분변량 증가 등으로 고지혈증 예방에 필수적인 역할을 할 수 있으며, 기능성 식품 제조를 위한 부가가치 성분으로도 활용될 수 있습니다. 2016년 Villanueva et al. 고콜레스테롤을 섭취한 Wistar 쥐에서 효소 처리된 콩비지의 잠재적인 프리바이오틱 및 지방 감소 효과를 연구했습니다[6]. 저자는 혈청 및간효소 처리된 콩비지를 먹인 쥐의 중성지방 수치(p < {{0}}.01).="" 총="" 지질,="" 담즙산,="" 중성지방은="" 효소="" 처리된="" 콩비지="" 식이를="" 급여한="" 쥐의="" 대변에서="" 유의하게="" 더="" 높았습니다(p="">< 0.001).="" 그러나="" 분변="" 내용물의="" ph는="" 감소했는데(p="">< 0.001),="" 아마도="" 대조군에="" 비해="" 처리군의="" 단쇄="" 지방산="" 생성의="" 유의한="" 증가로="" 인해(즉,="" 총="" scfa(mmol/g)="" 대조군은="" 229.2="" ±="" 37.0,="" 처리군은="" 568.2="" ±="" 56.5).="" 또한,="" 효소="" 처리된="" 콩비지에서는="" 트리글리세리드가="">간및 혈청, 총 지질, 담즙산 및 중성지방의 배설을 개선하여 콜레스테롤이 높은 쥐의 지질 프로필을 증가시켰습니다. 섬유소 함량은 대변 부피를 증가시켜 장 통과를 개선하는 데 도움이 됩니다. 저자들은 감소된 pH와 개선된 SCFA 생산이 섬유소 발효의 발생을 확인시켜 잠재적인 프리바이오틱 효과를 의미한다고 결론지었습니다.
4.4. 일반적으로 식이 섬유의 프리바이오틱 효과에 대한 장, 간 및 신장의 반응 대장에서 프리바이오틱 발효의 미생물 과정에서 부티레이트, 프로피온산, 아세트산, 비타민 K 및 비타민 B12와 같은 SCFA가 형성되고, 이는 위장 점막에 의해 흡수되고 림프계 및 혈관계를 통해 세포로 분배됩니다. 유기체의 [166]. 생성된 부티레이트는 위장 상피에서 직접 대사되어 세포 분열 및 성장의 조절자 역할을 합니다. 프로피오네이트는간뿐만 아니라 콜레스테롤 합성을 억제하는 데 사용되는 전구체 역할을 합니다. 아세테이트는 주로 근육 세포, 심장,신장, 뇌. SCFA의 생산은 환경의 pH를 감소시켜 세포 분화와 장 상피 세포의 성장을 촉진할 뿐만 아니라 미생물총을 다시 지원합니다. 또한 장에서의 발효는 이산화탄소, 수소, 메탄 및 황화수소와 같은 단순 가스와 같은 물질의 최종 분해 형태를 생성하는 것으로 제안됩니다[164]. 그림 2는 식이섬유소가 장, 간, 및신장 [20].
4.4.1. 장 반응식이 섬유소의 발효로 인한 단쇄 지방산(SCFA) 생산의 증가는 장 세포 증식 및 다양성 증가를 통해 장 장벽 기능을 향상시키는 것으로 나타났습니다[20,167]. SCFA는 위장 pH를 감소시켜 병원체의 성장을 방해하고 미생물 독성 유전자의 발현을 감소시켜 장내 미생물군을 변경할 수 있습니다[168]. 다시 말하지만, 상피 세포주가 SCFA 부티레이트를 대사하여 전사 인자인 저산소증 유도 인자-1 알파(Hif-1)의 안정화를 초래하는 산소 감소를 생성한다는 것이 입증되었습니다[169]. 이 전사 인자는 세포 사멸 [170] 및 염증 [171] 조절을 통해 위장 장벽 기능과 관련이 있습니다. 마이크로어레이 연구에 따르면 고아밀로스 저항성 전분은 세포 성장, 분화, 세포자멸사 및 세포 증식과 관련된 유전자와 함께 Hif 발현 수준을 증가시켜 장의 구조 및 기능뿐만 아니라 호르몬을 개선할 수 있음을 확인했습니다. 30% 저항성 전분으로 보충된 쥐의 맹장 조직은 섬유질이 적은 식단에서 같은 양의 에너지를 섭취한 쥐와 대조적입니다[172]. Zhang et al.의 최근 연구. [173]은 2주간의 프리바이오틱(즉, 갈락토올리고당, 프락토올리고당, 섬유질) 중재 후 쥐에서 진세노사이드의 생체이용률 및 생체 변형에 대한 프리바이오틱스의 효과를 평가했습니다. 그 결과, 프리바이오틱 중재군에서 진세노사이드와 그 중간대사체의 농도-시간 곡선 아래 면적과 최고 혈장 농도가 대조군보다 다양한 정도로 개선되었음을 나타내었다. 또한, 장내 미생물총은 기능적 및 분류학적 수준 모두에서 프리바이오틱 처리에 유의하게 반응했습니다. 장 메타게놈 분석은 또한 폴리케타이드/테르페노이드 대사, 포도당신생합성, 해당과정 및 프로파노에이트 대사 등에 대한 기능적 유전자 개선을 드러냈습니다. 저자들은 프리바이오틱스가 배당체 가수분해 능력을 갖는 특정 박테리아 얼룩의 증식을 선택적으로 지지할 수 있으며, 따라서 결과적으로 고무적이라고 결론지었습니다. 생체 내에서 1차 진세노사이드의 생체 이용률 및 생체 변형.
단단한 접합 단백질은 식이 섬유소의 영향을 받는 장 장벽의 또 다른 핵심 구성 요소입니다. Cani et al.의 연구. [174]는 (10%) 프락토올리고당이 보충된 표준 설치류 음식을 먹이면 공장 밀착 접합 단백질과 Zonula occludens-1(ZO{3}})의 유전자 발현이 개선되고 장 투과성이 감소하며, 감소된 혈장 지질다당류(LPS) 농도. 다시, Fukunaga et al. [175]는 대변 단쇄 지방산 생성, 장 세포 증식 및 미생물 개체군에 대한 가용성 섬유소 펙틴의 효과를 연구했습니다. 결과에 따르면 2.5% 펙틴을 2주 동안 먹인 쥐는 혈장 글루카곤 유사 펩타이드-2(GLP{10}})가 증가하고 맹장 SCFA가 증가했습니다. 또 다른 Caco{11}} 세포 배양 모델에서 부티레이트는 AMP 활성화 단백질 키나제를 활성화하는 것으로 다시 입증되었으며, 이는 강화된 경상피 전기 저항을 통해 보여지는 개선된 장벽 기능뿐만 아니라 긴밀한 접합 단백질 조립을 가능하게 합니다[176]. Ohataet al. [177]도 Caco{15}} 세포 배양 모델을 사용하여 butyrate가 히스톤 탈아세틸화를 방해하여 lipoxygenase 활성을 개선하여 경상피 전기 저항을 증가시키는 것을 관찰했습니다. 미생물 유래 염증 유발 인자로 인한 손상을 최소화하기 위해 장 면역 기능과 물리적 장벽을 변경하는 것 외에도 프리바이오틱스는 다음과 같은 장기를 보호할 수 있습니다.신장과 간대사 남용으로부터. 소화 가능한 탄수화물 대신 소화되지 않는 탄수화물을 지속적으로 섭취하면 혈당과 인슐린의 증가를 최소화한다는 것이 오랫동안 입증되었습니다[20]. Mithieuxet al. [178] 식이 섬유소 섭취에 의해 영향을 받는 또 다른 탄수화물 조절 경로인 장내 포도당 신생합성을 연구했습니다. 포도당의 위장 생성은 문맥에서 포도당 감지를 개선하여 간 포도당 생성을 감소시키고 뇌에 영향을 미치는 신호 전달에 영향을 주어 포만감을 증가시키는 것으로 이해됩니다. 그러나 프리바이오틱(예: 프로피오네이트)의 미생물총 생성 대사산물은 포도당신생합성 전구체로 작용하는 것으로 제안됩니다[179]. 요약하면, 이것은 장 장벽의 물리적 구성 요소(점막층, 밀착 연접 및 세포성)를 지원하고 결과적으로 다음과 같은 조직의 기능에 영향을 미칠 숙주 면역 인자에 영향을 미치는 미생물 유래 SCFA의 장점을 강조합니다.간그리고신장.
4.4.2. 간 반응 인디드, 장에서 혈액이 도달하는 것으로 알려져 있습니다.간문맥을 통해, 따라서 이 기관이 식단과 미생물군집 변화에 의해 변경된 장 유래 요인의 표적이라는 것은 정당화될 수 있습니다. 그러나 프리바이오틱 섬유소는 NAFLD 및 관련 비만 및 인슐린 저항성에 대한 이상적인 치료 및 관리 옵션으로 간주되고 있습니다[21]. 앞서 논의한 바와 같이 프리바이오틱 섬유 섬유의 간 효과에는 장 생태에 영향을 미치므로 장 투과성, 전신 염증, 순환하는 위장 유래 호르몬 및 대사 산물 신호가 포함됩니다. 장 건강과 간 사이의 연관성을 지지하는 NAFLD 환자는 변경된 장내 미생물군[159]과 개선된 장 투과성[180]을 묘사하는 것으로 나타났습니다. 식이 섬유는 LPS와 같은 박테리아 제품의 이동을 방해하는 것으로 입증되었습니다[181]. 따라서 이는 LPS 및 기타 관련 미생물 유래 염증 유발 제품에 대한 간 노출을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이것은 지방간이 비알코올성 지방간염(NASH)으로 불리는 염증 형태로 진행되는 경향을 방해할 수 있습니다[20]. 이 전환은 "two-hit" 가설로 알려진 두 단계에서 발생하는 것으로 생각됩니다. "첫 번째 히트"는 다음과 같은 상태입니다.간간 지방 축적으로 인해 대사 모욕 또는 "두 번째 공격"에 취약합니다. "두 번째 타격"은 박테리아 과증식과 같은 다양한 원인에서 비롯된 것으로 가정되며 간 염증을 유도하는 것으로 제안됩니다[182]. Cortez-Pinto et al. NASH 환자에서 다양한 식이 패턴의 효과를 평가했습니다. 연구에 따르면 이 환자들은 건강한 대조군보다 섬유질이 적고 지방이 많으며 탄수화물이 적습니다. 또한, 또 다른 연구에서는 통곡물 유래 식이섬유소의 치료 효과에 대해 논의했으며 섭취 후 대사 증후군(MtS) 및 NAFLD와 관련된 장점을 입증했습니다. 간 지방 감소 외에도 전곡류에서 추출한 식이섬유소는 염증을 감소시킬 수 있습니다[184-186].
지질 대사에 대한 프리바이오틱 섬유의 제안된 효과는 새로운 지방산 합성(FAS)의 억제에 기인합니다[187-189]. 프리바이오틱 섬유는 SCFA 프로피오네이트의 생산을 증가시켜 주로 FAS인 간 지방 생성 효소를 하향 조절하는 것으로 생각됩니다[190]. 다시 말하지만, 콜레스테롤 대사와 관련된 독특한 작용 방식으로 인해 발효성 및 미생물총의 조절과 구체적으로 연결됩니다. 앞서 보고된 바와 같이 SCFA는 콜레스테롤 대사와 관련이 있습니다. Levrat et al. [191] 저콜레스테롤혈증 쥐에 대한 식이 프로피온산의 역할을 연구했습니다. 이눌린 보충은 대조군 식단에 비해 맹장 SCFA를 증가시켰습니다. 그러나 문맥에서 측정된 SCFA의 농도는간높은 농도의 SCFA, 특히 프로피온산에 노출됩니다. 저자는 프로피온산의 존재가간콜레스테롤 반응을 감소시킵니다. 또 다른 연구는 JCR: LA-cp 쥐의 혈청 지질 및 간 유전자 발현에 대한 프리바이오틱 섬유 섬유의 효과를 보고했습니다. 저자들은 프리바이오틱 섬유가 담즙 형태의 콜레스테롤 배설을 개선하고간트리아실글리세롤 축적. 저자는 고콜레스테롤혈증에 대한 식이 요법으로 프리바이오틱 섬유의 사용을 권장했습니다[189].
4.4.3. 신장 반응간은 물론이고,신장식이 섬유소의 상당한 섭취에 의해 영향을 받는 또 다른 필수 기관입니다. 식이 섬유소는 CKD의 전신 염증 남용뿐만 아니라 질소 부하를 감소시키는 것으로 수많은 보고서에서 입증되었습니다. NAFLD와 유사하게 생체 내 CKD 실험은 종종 변경된 장내 미생물[192,193], 장 염증, 장 투과성 증가 및 미생물 유래 대사산물(예: p-크레졸 설페이트 및 인독실 설페이트)의 혈장 농도 증가를 묘사합니다[20,194,195 ]. 식이 섬유소의 충분한 섭취는 CKD로 진단된 환자의 모든 잠재적인 사망 원인을 감소시킨다는 역학 연구에 의해 밝혀졌습니다[196]. 메커니즘이 완전히 이해되지는 않았지만 장기적으로 박테리아 대사를 수정하는 하부 장으로 기질 전달을 유지하는 식이 섬유소의 역할에 기인합니다. 확실히, 충분한 양의 소화 불가능한 탄수화물이 결장에 도달할 수 없으면 아미노산과 같은 기질이 발효되어 p-크레졸 및 인돌과 같은 잠재적으로 유해한 대사 산물이 형성되어 결과적으로 스트레스를 줄 것입니다.신장 [20,179,197].
CISTANCHE는 신장/신장 감염을 개선할 것입니다
식이섬유소가 식이섬유에 미치는 영향을 강조하는 알려진 메커니즘신장두 가지 모두에 대한 질소 부하 감소를 포함합니다.간그리고신장미생물 바이오매스 증가를 통해. 미생물 생성 바이오매스는 장에서 질소를 격리하고 문맥 순환에 도달하는 양을 줄이는 데 도움이 됩니다[20,198]. 2019년 Adams et al. 그는 이유자돈의 질소 대사, 장 형태 측정 및 혈액 생화학에 대한 프리바이오틱 섬유 섬유의 식이 보충제의 효과를 연구했습니다. 함유는 질소의 소화율과 이용률을 증가시키고 질소의 대변 및 소변 함량을 감소시켜 질소 대사를 증가시켰습니다[38]. 다시 말하지만, Mardinoglu et al. [199]는 기존 쥐와 무균 쥐에서 아미노산의 대사를 비교하고 체내로 들어가는 아미노산의 농도가간기존 마우스의 문맥은 낮았습니다. 문맥 아미노산의 감소는 미생물 합성을 위한 질소 수요 증가와 관련이 있습니다[200]. SCFA의 형성은 식이섬유가 영향을 미칠 수 있는 또 다른 제안된 메커니즘입니다.신장 기능. 따라서 SCFA는 영향을 미치는 것으로 제안됩니다.신장후각 수용체 78(Olfr{1}})을 자극하여 혈액 동료, 즉 혈압 조절을 담당하는 레닌 분비를 촉진하는 신장 사구체 옆 장치에서 발견되는 G-단백질 결합 수용체입니다[201]. 혈압 조절은 CKD의 진행을 관리하는 데 필수적인 요소입니다[202]. 요약하면, 식이섬유는 개선을 위해 제안됩니다.신장 기능뿐만 아니라 마이크로바이옴의 이동을 유발하여 CKD의 발생을 감소시켜 결과적으로 장 장벽을 유지 및 개선하고 요독 용질과 미생물 질소의 대사를 변경하고 신장 혈액 동료를 제어합니다.
5. 결론
이 현재 리뷰는 콩 잔류물(오카라)의 생리활성 화합물에 대한 과학적 발견을 대조하고 이 섬유질이 풍부한 잔류물이 장의 호기성/불균형 상태에 대한 기능성 식이요법으로서 가능한 프리바이오틱 영향과 결과적인 영향에 대해 논의합니다.간그리고신장 기능. 오카라의 폐기는 여전히 해결되지 않은 문제입니다. 그러나 기능성과 내장된 영양 성분으로 인해 상업적으로 적합합니다. 콩비지 강화 식품의 저혈당 효과는 식이 섬유소 함량에 기인합니다. 여러 보고서에 따르면 오카라는 영양가가 높기 때문에 식품 산업에서 식품의 식이 섬유소 비율을 증가시키기 위해 전통적인 밀가루를 부분적으로 대체하는 데 사용할 수 있습니다. 식이 섬유소와 프리바이오틱은 대변 팽창 효과, 혈당 또는 인슐린 수치 조절, 장의 산도 증가, 장 통과 시간 감소, SCFA의 건설적 합성, 유익한 장내 세균의 성장 촉진, 병원체의 성장을 방해하여 미생물 대사 산물의 생산과 숙주 면역 반응에 영향을 미치고 결과적으로 보호합니다.신장그리고간전 염증성 박테리아의 전위에서. 콩비지는 많은 맥락에서 지지를 받고 있지만, 효소 및 화학 처리, 발효, 고압, 압출, 미분화 및 효과적인 활용 및 수용을 위해 분말 형태로 추가 분쇄와 같은 적절한 기술을 채택하는 것이 여전히 중요합니다. 또한, 이 식이섬유소에 반응하여 변형되는 특정 미생물과 신호를 확인하는 데 도움이 되는 콩팥으로 강화된 기능성 식품뿐만 아니라 기능식품 성분에 대한 심층적인 이해를 제공하기 위해 추가 탐색과 실험이 필요합니다.
